Familiarisée au dessin dès son plus jeune âge lors de ses visites au studio d’architecte de son père, María Luisa Pacheco s’inscrit en 1936 à l’Academia de Bellas Artes Hernando Siles, à La Paz, où elle a pour professeurs Cecilio Guzmán de Rojas (1899-1950) et Jorge de la Reza (1901-1958). Elle suit également des cours d’art par correspondance. En 1946, elle est embauchée en tant que portraitiste et illustratrice par La Razón, puis, très vite, elle est nommée directrice de la section artistique et littéraire de ce journal. Ce n’est qu’en 1951 qu’elle choisit la peinture comme médium de prédilection. Le gouvernement espagnol lui octroie une bourse et elle se rend à Madrid pour étudier à la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando. Elle fréquente aussi l’atelier de Daniel Vázquez Díaz (1882-1969), un artiste néocubiste, spécialisé dans le portrait et le paysage, qui s’intéresse aux problématiques liées au plan, à la couleur et à la lumière. Celui-ci, tout comme Pablo Picasso (1881-1973), influencera profondément son art. De retour à La Paz en 1952, M. L. Pacheco enseigne à l’Escuela de Bellas Artes et devient rapidement une figure de l’avant-garde en tant que fondatrice du collectif Los Ocho Contemporáneos, dont les membres occupent le devant de la scène artistique bolivienne du milieu de siècle. Après avoir remporté le premier prix au Salón Pedro Domingo Murillo en 1953 et le prix d’honneur à la II^e Biennale hispano-américaine d’art à La Havane en 1954, elle voit sa carrière s’envoler, alors que son mariage bat de l’aile. En 1956, à l’âge de 37 ans, elle quitte le confort de sa vie bourgeoise à La Paz, afin de poursuivre une carrière de peintre à New York.

C’est à New York que le style de M. L. Pacheco s’exprime pleinement. L’attribution de trois bourses Guggenheim (1958-1960) lui permet de maintenir une pratique d’atelier et de laisser libre cours à ses expérimentations. Elle s’éloigne alors de l’abstraction semi-figurative qui caractérisait ses débuts et adopte avec ferveur un nouveau vocabulaire esthétique proche de l’art informel et de l’expressionnisme abstrait. Dominées par des éléments verticaux et monumentaux libres de toute référence, ses compositions austères mettent en évidence l’attention délibérée qu’elle porte aux détails, ce que montre son œuvre Inca (1964). Juxtapositions d’aplats, d’angles, de lignes et de textures (obtenues grâce à l’ajout de sable, de bois, de papier journal et de tissu sur la toile) et coups de pinceau sont soigneusement agencés selon une grille géométrique sous-jacente, comme l’illustre Ritual [Rituel, 1967]. Son travail est présenté à la Biennale de São Paulo en 1959, où elle reçoit un prix, et lors des expositions South American Art Today au Dallas Museum of Art la même année, New Departures: Latin America à l’Institute of Contemporary Art de Boston en 1960 et Magnet: New York. A Selection of Paintings by Latin American Artists Living in New York à la Galeria Bonino de New York en 1964. À la même époque, elle conçoit des motifs textiles pour les plus grands fabricants de tissus new-yorkais.

L’œuvre de M. L. Pacheco atteint sa maturité dans les années 1970. L’artiste revient à des formes plus humaines et synthétise ses aplats pour former des compositions faites de chaînes de volumes superposés semblables à des paysages. Représentée par la prestigieuse galerie Lee Ault & Company, elle devient une artiste contemporaine établie. Elle décède à New York en 1982. En 1986, à l’occasion de son dixième anniversaire, le Museum of the Modern Art of Latin America (l’actuel Art Museum of the Americas) de Washington organise une rétrospective en l’honneur de M. L. Pacheco ; elle reste l’une des artistes les plus importantes dans l’histoire de l’art moderne des Amériques.